电涡流缓速器的应用及发展.
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电涡流缓速器简介电涡流缓速器在发达国家已广泛使用,近几年在国内中高档车大都采用。
目前几乎所有的高一级以上的大中型客车都标配或选装电涡流缓速器,部分卡车也在试装缓速器(如解放、欧曼、重汽等)。
营运客车和卡车装备了电涡流缓速器后,大大地提高了车辆的安全性、经济性和舒适性。
一电涡流缓速器简介电涡流缓速器安装在汽车驱动桥与变速箱之间,靠电涡流的作用力来减速。
当我们用某种方式(推动缓速器的手档开关,或踩下制动踏板)给缓速器的定子线圈通入直流电的时候,在定子线圈会产生磁场,该磁场在相邻铁心、磁极板、气隙、转子之间形成一个回路,此时如果转子和定子之间有相对运动,这种运动就相当于导体在切割磁力线,由电磁感应原理可知,这时候在导体内部会产生感生电流,同时感生电流会产生另外一个感生磁场,该磁场和已经存在的磁场之间会有作用力,而作用力的方向永远是阻碍导体运动的方向。
这就是缓速器制动力矩的来源。
同时,需要进一步说明的时,由于转子这个导体很大,在转子上产生的感生电流是以涡电流的形式存在的,所以这种形式的缓速器被称为电涡流缓速器。
从能量守衡的角度上来说,当缓速器起制动作用的时候,是把汽车运动的动能转化为涡电流的电能进而以热量的形式被消耗掉。
因此,电涡流缓速器在工作时会产生巨大的热量,进而,转子的散热能力和控制转子热变形的方向成为转子结构设计的关键,也是电涡流缓速器的核心技术之一,而保持转子风叶等散热表面的清洁也成为缓速器保养的重要项目。
电涡流缓速器由机械部分和电气部分两部分组成。
机械部分由支架总成、转子总成和定子总成三部分组成。
支架总成固定于变速箱后盖(或后桥轴承盖端盖)上,并连接定子总成; 转子总成连接在变速箱输出突缘(或后桥输入突缘)上,与传动轴一起转动。
缓速器的转子总成与定子总成之间有很小的间隙(按大小分1~1.6mm), 保证了缓速器在汽车运行的情况下,可以进行无摩擦自由转动和制动。
电气部分由控制器总成、电源总开关、工作状态指示灯、气压传感器和速度信号传感器等组成。
电涡流制动的工作原理及其在汽车上应用陈娟摘要:随着当前社会经济的发展,汽车工业得到了快速的发展,电涡流制动在汽车上有着十分广泛的应用,本文就电涡流制动的工作原理及其在汽车上应用进行阐述和分析。
关键词:电涡流制动;工作原理;汽车上应用1.前言电涡流制动在汽车上的应用大大提升了汽车的运行效率,满足汽车行业发展的需要。
2.构成及工作原理电涡流缓速器一般由定子、转子及固定支架等组成,如图1所示。
该装置安装在车辆驱动桥与变速器之间,通过电磁感应原理实现无接触制动。
转子随传动轴一起旋转时,定子线圈内通电产生磁场,缓速器工作,转子切割定子电磁场,在转子盘内部产生旋涡状的感应电流(电涡流),并在转子上产生一个与转子转动方向相反的力矩。
同时电涡流在具有一定电阻的转子盘内流动,产生热效应,使转子发热。
转子盘上设有叶片,其产生的风力可将热量迅速吹散。
通过以上过程,车辆行驶的动能即通过感应电流转化为热能。
2.1电涡流缓速器的性能特点提高车辆行驶的安全性采用电涡流缓速器进行制动,可使车轮制动器温升大为降低,确保车轮制动器处于良好工作状态,进而缓解车辆跑偏、制动失灵和爆胎等安全隐患。
电涡流缓速器是一个相对独立、反应灵敏的辅助制动系统,其转子与传动轴紧固在一起,能按驾驶员的意愿提供制动力矩,因而它的性能优于发动机排气制动。
电涡流缓速器采用电流直接驱动,无中间环节,其操纵响应时间仅40ms,比液力缓速器响应时间快加倍。
电涡流缓速器是一种完全独立于车轮制动器的车辆缓速装置,如果制动系统突然失效,仍可用电涡流缓速器来使车辆保留一定的减速制动功能。
电涡流缓速器能分担原制动系统30%-90%的工作量,大大减轻了行车制动器负荷,使其温升降低,有效避免“热衰退”现象,有利于提高车辆在山区行驶的安全性。
电涡流缓速器采用的是驱动车轮共控式,承担着整车的主要制动功能,这样就能改善传统制动系统左右车轮制动不一致的问题,避免制动跑偏现象发生。
同时还能使车辆获得较好的转向操纵性,特别是有利于提高潮湿、冰雪路段驾驶的安全性。
浅析新技术在国产客车上的应用与发展中图分类号:u4 文献标识码:a 文章编号:1002-7661(2011)05-0155-01现代科学技术尤其是电子、信息技术的迅猛发展,使各项技术不断更新,汽车技术的发展更是日新月异。
高新技术在国产客车上的广泛应用,使国产客车的科技含量、技术等级和品质水平得到了大大提高,不仅缩小了与世界先进客车的差距,而且逐渐赶超世界客车的先进水平。
目前,在国产客车上被广泛采用的高新技术主要包括以下六个方面的新技术和新装置。
一、电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统其优点是实现空气、燃料比例的高精度控制。
采用多点顺序喷射方式单独向各汽缸进气口喷油,各缸空燃比偏差很小,发动机可在较稀薄的混合气下工作;采用氧传感器闭环控制可进一步提高空燃比的控制精度;在汽车运行地区气温、气压变化,以及启动、暖机、加速等过渡工况时,空燃比能及时得到修正补充,并且减速时能自动断油,加上怠速控制系统,使各种工况都能获得最佳空燃比。
固该系统不存在机械驱动问题,各器件可分散布置,故在发动机上安装不受限制。
采用多点喷射方式时,可以按最佳充气效率合理设计进气管路,充分利用进气的惯性增压作用,提高发动机的输出功率。
因此,采用电控汽油喷射系统的汽油发动机,综合性能显著提高。
与传统的化油器发动机相比,装电控汽油喷射系统的发动机功率提高5%~10%,燃油消耗量:降低5%~10%,废气排放量有害物质减少20%以上;由于扭矩性能改善,瞬时响应快,车辆加速性能大大提高;冷车启动更容易,暖机更迅速,能很好地满足当前社会对减少排放、降低消耗、提高功率及改善驾驶性能的要求。
电控汽油喷射系统主要由进气、燃油、电控三大系统组成。
主要部件包括ecu电控单元、空气流量计、进气管压力感传器、燃油计量器、喷油器、燃油压力调节器、节流阀等。
二、电控柴油喷射系统柴油机电控技术与汽油机电控技术基本相似,整个系统都是由传感器、电控单元ecu和执行器组成,而柴油机的电控技术的关键技术是在柴油喷射电控执行器上。
二 电涡流缓速器工作原理及结构电涡流缓速器是一种非接触式辅助制动系统,俗称“电刹”,其可以有效提高汽车的安全性能。
欧洲各国已于20世纪30年代开始在货车上安装电涡流缓速器。
因其有效提高重型汽车的安全性能,许多国家将其规定为标准件安装在相关汽车。
2.1 电涡流缓速器结构图2.1所示为电涡流缓速器的示意图。
电涡流缓速器由机械部分和电气部分组成。
机械部分包括定子、转子以及支撑架,其主要内容如下:①定子。
该结构是缓速器的主要工作部件,在定子圆周方向均匀地固定安装有8个高导磁材料制成的铁心,线圈套在铁心上,铁心起增大磁通的作用。
圆周上相对两个励磁线圈串联或并联成一组磁极,并且相邻两个磁极均为N 、S 相间,这样就形成了相互独立的4组磁极。
定子通过固定支架刚性安装在车架上(或者驱动桥主减速器外壳上,也可安装在变速器后端盖上),定子相对于车架静止不动。
②转子。
该结构呈圆环状,由2片前后对称、带散热叶片的转盘组成,前后2转盘中间通过连接环将其固定为一体,前后转盘通过法兰或凸缘与传动轴相连,并随传动轴一起高速旋转。
转子一般用导磁率高且剩磁率低的铁磁材料制成。
定子和转子之间有一定气隙,可以相对转动。
从减小磁阻角度讲,气隙越小越好,但又要保证转子在规定的偏心误差内自由转动,以便使转子盘旋转时不会刮擦到定子,综合考虑缓速器的性能要求以及运行可靠性,定子和转子之间的气隙一般在0.5~1.5mm 之间。
这是一个对制动转矩影响很大的结构参数。
电气部分包括控制系统、ABS 连接器、车速信号传感器、制动压力传感器、手控开关信号以及指示灯,其主要内容如下:1) 控制系统。
该结构是电涡流缓速器各种信号的集中分析及处理中心,对缓速器的工作状况发出指令。
2) 车速信号传感器。
该结构用于收集车速信息,并将信号以电信号方式传输给控制系统。
控制系统根据此车速信号V 以及控制系统内预设的临界车速信号0V 来决定电涡流缓速器系统是否进入制动待命状态。
电涡流缓速器在公共汽车上的应用符光满(珠海市公共汽车公司,广东珠海519000)应匿挝夔瞒要]电涡流缓速器是一种车辆辅助制动系统,安装于车辆传动系统中,用于车辆辅助制动。
使用电涡流缓速器,可显著提高车辆运营的安全『生和舒适}生,降低车辆制动系统及轮胎的维护成本,减轻车辆制动时的噪声及粉尘污染。
【关键词]电涡流缓速器;公交系统;应用要点电涡流缓速器是一种车辆辅助制动系统,安装于车辆传动系统中,用于车辆辅助制动。
使用电涡流缓速器,可显著提高车辆运营的安全性和舒适性,降低车辆制动系统及轮胎的维护成本,减轻车辆制动时的噪声及粉尘污染。
我国电涡流缓速器的应用还处-T-A长期,只有五六年的历史,用户对缓速器的了解还较少,尤其是电涡流缓速器在公交车上的应用情况,在使用、维护方面经验还比较欠缺。
本文主要对电涡流缓速器在公交车上的应用为研究对象,阐述电涡流缓速器的结构、原理、使用、维护要点及在公交车上应用的注意要点,为广大驾驶员和从事汽车维修技术工作的人员提供理论支持和技术帮助,以期和同行分享。
1电涡轮缓速器概述1.1工作原理电涡流缓速器制动力矩的产生具体过程:当驾驶员接通缓速器的控制手柄(或踩下制动踏板)开关进行减速或制动时,电涡流缓速器的励磁线圈自动通以直流电流而励磁,产生的磁场在定子磁极、气隙和前后转子盘之间构成回路,这时在旋转的转子盘上,其内部无数个闭合导线所包围的面积内的磁通量就发生变化(或者说其内部无数个闭合导线就切割励磁线圈所产生的磁力线),从而在转子盘内部产生无数涡旋状的感应电流,即涡电流(简称涡流)。
一旦涡电流产生后,磁场就会对这些涡流产生力的作用,即阻止转子盘转动的力(制动力),阻力的合力沿转子盘周向形成与其旋转方向相反的制动力矩,同时涡流在具有一定电阻的转子盘内部流动时,会产生热效应而导致转子发热。
这样,车辆行驶的动能就通过感应电流转化为热能,并通过转子盘上的叶片产生的强劲风力将热量迅速散发出去。
1282008.8商用汽车 COMMERCIAL VEHICLE 配套产业Spare Parts And Components电涡流缓速器:结构・原理・使用・维护Introduction of Configuration and Application of Current RetarderThis article briefly introduced the inner configuration and operating principle of current retarder, and provided an analysis of the key points in applying them into the automobiles and its maintenances, and removing of frequent happened errors.■ 吕水莲 张学申 黄国宁电涡流缓速器是一种车辆辅助制动系统,安装于车辆传动系统中,用于车辆辅助制动。
使用电涡流缓速器,可显著提高车辆运营的安全性和舒适性,降低车辆制动系统及轮胎的维护成本,减轻车辆制动时的噪声及粉尘污染。
发达国家使用电涡流缓速器已有几十年的历史,在生产、使用及维修上都积累了丰富的经验;然而,我国电涡流缓速器的应用还处于成长期,只有五六年的历史,用户对缓速器的了解还较少,在使用、维护方面经验还比较欠缺。
本文以洛阳凯迈电涡流缓速器为例,阐述电涡流缓速器的结构、原理、使用、维护要点及常见故障的排除,为广大驾驶员和从事汽车维修技术工作的人员提供理论支持和技术帮助,以解决在缓速器的使用、维护及故障诊断中存在的问题。
电涡流缓速器的机械部分电涡流缓速器的机械结构如图1所示,主要由定子总成和转子总成构成。
其中,线圈、铁芯等固定在定子支架上构成定子总成,前、后转子盘通过连接法兰构成转子总成。
电涡流缓速器在车辆上使用时,定子总成通过变速器或后桥等固定在车辆大梁上,转子总成与车辆传动部分连接在一起。
电涡流缓速器的应用及发展
汽车在山区路段行驶时,由于要经常使用制动,制动器过热就会导致制动蹄片加速磨损,制动器热衰退甚至使汽车完全丧失制动力,严重的危及人身安全。
当然,有些驾驶员喜欢采用给制动毂喷水的方法来降低制动毂的温度,但是却避免不了较长时间持续制动引起的制动蹄片快速磨损问题,更避免不了由于冷却不均匀而使局部热应力过大引起的制动毂损坏,在冬季,冷却水流到地面结冰还会造成后面的车辆发生交通事故。
此外,经常需要停车加水,增加了驾驶员的劳动强度和降低了运输生产率。
在我国山区道路占有相当大的比例,并且山区道路的等级不高,以三、四级的等级路为主,道路崎岖复杂,山高路陡,坡长弯多,就更应该装有缓速器,使汽车的制动效果得以改善,防止交通事故的发生。
缓速器的原理和结构
缓速器有多种形式,按照作用原理的不同,可分为电磁涡电流式缓速器、永久磁铁涡电流式缓速器和液力式缓速器等。
1.电磁涡电流式缓速器
电磁涡电流式缓速器简称为电涡流缓速器,它是以磁电效应产生制动作用的。
因为电涡流缓速器采用风冷结构,与汽车上其他系统的联接关系少,所以安装和维修方便。
从工作原理来看,电涡流缓速器在执行时没有时间上的滞后性,可以无级调节线圈中的电流来改变转矩大小,在启动工作时,没有冲击,没有噪声。
2.永久磁铁涡电流式缓速器
永久磁铁涡电流式缓速器简称为永久磁铁式缓速器,它也是以磁电效应产生制动作用的。
因为永久磁铁缓速器也采用风冷结构,与汽车上其他系统的联接关系少,所以安装和维修方便。
从工作原理来看,永久磁铁缓速器靠气压缸移动磁铢块控制缓速器的工作,控制结构比较复杂。
由于永久磁铁缓速器因磁性材料性能的限制,它的最大制动力不大。
3.液力缓速器
液力缓速器是利用耦合叶轮搅动油液产生阻力形成制动作用。
液力缓速器在比较紧凑的结构环境下可以获得较大的制动力,并且体积小,重量轻,低速范围制动力大。
但是,液力缓速器采用水冷结构,水冷系统和车用散热器合用,所以安装和维修不方便。
从工作原理来看,在开始工作时要向转子和定子油腔充满油液需要一定的时间,所以起始工作有时间滞后性,当然,断开时也存在同样的滞后性。
4.电涡流缓速器的工作原理和结构
缓速器的种类较多,本文中仅介绍一种比较简单的电涡流缓速器。
(1)电涡流缓速器的工作原理
图1所示为电涡流缓速器的工作原理图,相邻两个线圈的极性设置为相反。
当缓速器各线圈绕组接通直流电流时,各线圈绕组就会产生磁场,激励铁芯使磁场进一步加强。
当缓速器的转鼓转动时就会切割磁力线,于是在转鼓内
表面就会产生涡电流,电流方向符合佛兰德人(Fleming)右手法则。
当涡电流产生后,磁场便会对具有电流的转鼓产生力的作用,阻止转鼓的转动,即产生了制动力。
制动力的方向符合佛兰德人(Fleming)左手法则。
而转鼓内产生的涡电流将以热能的形式通过转鼓上的散热片消散到空气中去。
电涡流缓速器就是利用不断地将汽车的动能转换为转鼓中的涡电流,再将涡电流转化成热能散发到空气中去,以达到消耗汽车运动能量的目的。
(2)电涡流缓速器的结构
图2为著名的法国Telma电涡流缓速器的几种产品的结构图,其中(a)为泰乐玛缓速器AXIAL系列;(b)为泰乐玛缓速器FOCAL系列;(c)为泰乐玛缓速器HYDRAL系列。
由图可见缓速器主要有转子和定子两部分组成。
定子部分包括:线圈、铁芯、定子本体。
转子部分为带散热叶片的金属转盘。
图3所示为电涡流缓速器的结构简图。
图3-1为转子由两片转碟组成,与传动轴联接。
带散热叶片的转盘与转动轴连接在一起,可以和转轴转动。
图3-2为定子在两个转子之间,固定在底盘上,定子与线圈绕组连接在一起。
图3-3相邻两个线圈绕组的极性设置为相反。
图3-4当缓速器各线圈绕组通过直流电流时,各线圈绕组就会产生磁场。
当转盘转动时,转盘切割磁力线,在转盘表面产生涡电流,并产生制动力。
缓速器在汽车上的安装
电涡流缓速器是近年才传入国内的一种新型动态安全装置,安装在汽车的传动系统中,用来提高车辆的安全性能。
电涡流缓速器在汽车上的安装位置和形式主要有以下两种。
第一种为中央减速安装方式。
即把电涡流缓速器安装在某个车桥的中部,控制整个车桥的制动减速。
电涡流缓速器产生的制动力矩先作用在传动轴上,再分配于左右两侧的驱动轮上,使整个汽车减速。
即使两侧驱动轮的制动力矩大小有所差距,但他们只承受部分的制动力矩,只占有整个制动力矩的很少部分,这样能有效抑制制动器的差异而形成的制动跑偏问题。
这种安装方式又有三种安装位置,可以安装在变速器输出轴端、传动轴之间和主减速器输入端三个安装部位。
另一种是车轮减速安装方式。
对于矿山采掘和特大型运输车辆,特殊要求的运输车辆以及港口大型车辆和集装箱运输车辆,宜在每个车轮上安装一个电涡流缓速器。
根据各个车轮的不同工况,电涡流缓速器可与制动器进行灵活的匹配,得到均匀、连续、无冲击的制动力,制动个分平稳,可以实现车辆平缓、柔和制动的要求。
缓速器的辅助制动特点
缓速器又称缓行器,是利用电磁感应理论和楞次定律,使安装在传动轴上的转子产生电涡流,给传动轴的转动施加一个制动阻力矩而实现车辆平稳减速,提高车辆行驶安全性、舒适性的装置。
1.提高了车辆的安全性
由于缓速器的辅助制动作用,明显的减少了驾驶员对制动器的使用次数。
同时,由于电涡流式缓速器是非接触无摩擦,因而实现了缓速器的免维护特性。
缓速器采用了风冷却的方式,极大地简化了安装,还可以防止制动器衰退的发生。
另外,安装缓速器后驾驶员更容易控制车与车之间的距离和行驶速度,对平路上汽车高速行驶的安全性也大有好处。
2.提高车辆运行的经济性
由于减少了制动毂、制动蹄衬片及制动器的维修,使得成本下降;以及减少了它们间隙调整的时间,使车辆的有效工作时间得以延长,以及平均行驶车速的提高,使运输效率得以增大,进而增加了经济性。
3.提高车辆的舒适性
安装了缓速器的车辆,不但可以减少制动踏板的使用频次,也可以减少所需踏板力,因而有效地减轻了驾驶员的疲劳感。
同时,缓速器还缓和了制动时所造成的冲击和噪声,使驾驶变得更安全,更容易。
4.提高坡道行驶时的平均速度
安装了缓速器的车辆,因为缓速器不存在和档位关联的制动力变换,因此,下坡时利用缓速器可以维持较高的稳定行驶速度。
5.适时控制和其他
由于缓速器的控制采取了电控的方式,使用时不会有明显的滞后性。
同时,其电控部分可以和车辆上其它系统配合使用,由于智能化控制,持续使用时缓速器也不会过热。
此外,缓速器的一个突出特点就是安装便捷。
电涡流缓速器的发展目标
随着我国交通事业的发展,缓速器已成为车辆的必装装置,在研究中应主要在以下几个方面:
(1)在选用的材质上,应保证转子形状的稳定性和良好的导电性;新材料的应用,进一步减轻缓速器本身的自重,降低损耗。
(2)对缓速器温度控制技术的完善。
(3)与发动机制动和排气制动联合使用时在长距离下坡时的智能控制。
(4)与ABS联合制动时的智能控制问题。
(5)电涡流缓速器的散热应;阵风冷和水冷结合起来,最大地发挥制动能力。